Implementación de un sistema de comunicación inalámbrica para el control de una planta prototipo de levitación neumática con control GPC
Date
2019
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Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid
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Abstract
En este trabajo se presenta un sistema de control inalámbrico para controlar la posición de una esfera en una planta prototipo de levitación neumática, se describen sus componentes, el sistema de potencia, el tipo de comunicación utilizado y se diseña el sistema de control. Para el sistema de comunicación se utiliza el Shield LoRa RFM95 basado en el chip Semtech SX1276 que es un transceptor de largo alcance compatible con Arduino y basado en una biblioteca de código abierto. El Shield trabaja a una frecuencia de transmisión de 915 MHz y permite enviar y recibir pequeños paquetes de datos de forma eficiente a través de largas distancias con el mínimo consumo de energía y alta inmunidad a interferencias. Para realizar el control de la posición de la esfera se utilizan dos estrategias de control: un controlador PI convencional diseñado por el método de Ziegler-Nichols y un controlador predictivo generalizado, estimados a partir del modelo obtenido para el levitador. El desempeño de los controladores se evalúa utilizando métricas de la integral del error y del esfuerzo de control. Los resultados obtenidos indican el logro de una buena comunicación entre el servidor y el cliente, sin pérdida de información significativa y el buen desempeño de los controladores diseñados, logrando una velocidad de respuesta adecuada, estabilidad y error de estado estable igual a cero en diferentes puntos de operación de la planta y con los dos tipos de controladores utilizados, lo cual indica que estas estrategias de control son eficientes para controlar sistemas con dinámicas no lineales como la del levitador neumático.
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Keywords
Control neumático. Control automático.